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摘要：随着人们健康意识的逐渐增强，全民健身越来越受到重视，体育馆首当其冲成了人们锻炼身体的好去处，由于体育馆是集中式人流，一次需要疏散的人数较多，其观众厅属于高大空间，防火分区面积往往又是超限的，发生火灾后，疏散压力大、扑救难度高、危险性大。文章以嘉定体育中心项目为例，以建筑专业为主，探讨防火分区面积超限区域高大空间的防火、疏散、扑救、加强措施等方面消防设计的实践。
关键词：体育馆;观众厅;消防设计;实践
1 引言
现今上海已经进入老龄化社会，青年一族也因高强度的工作，常年处于亚健康状态，整个社会对体育运动的热度持续升温，运动场所一席难求已成常态。在此大环境下，体育馆为了最大化利用场馆，也逐步向市民开放，因此，体育场馆的消防安全就成了重中之重。
体育馆虽然多数按单、多层民用建筑设计，但因其使用需要，观众厅区域的防火分区面积往往都要超过《建筑设计防火规范》中规定的单、多层民用建筑最大防火分区面积5000平方米的限制，观众厅区域在全民健身状态时，同一时间内聚集人数众多，属于人员密集场所，在比赛状态时人数更多，并且都处于高度兴奋状态，火情不易被察觉。多因素的叠加下，使得火灾危险性大，损失严重，主被动防火、人员疏散、消防救援的难度和压力大，因此，体育场馆类消防设计的安全性、全面性尤为重要。
2 项目概况
本项目地处于上海市嘉定新区新成路街道，嘉定区新成路118号嘉定体育中心内的预留地上，东至蜡烛河道，南至墅沟河道、西至新成路，北至墅沟路。四周道路及基础设施已建成，交通便利。基地大致呈矩形。总用地面积2.98万平方米，总建筑面积3.76万平方米，其中，地上建筑面积2.15万平方米，地下建筑面积1.61万平方米，容积率0.71，建筑密度28.5%，绿地率35%，属于乙级中型体育建筑，总坐席数4004席，地上四层，地下一层，建筑高度23.7米，主体为钢筋混凝土框架结构，屋面为铝镁锰合金直立锁边金属保温屋面外加钢结构张弦梁结构。
作为嘉定新区的全民体育场馆，本项目可以满足举办全国篮球和排球比赛的要求。集体育、健身、演艺、会展、休闲、文化于一体，各功能相融合，提供各种对外场所和服务，同时也可以满足多种体育竞赛和市民健身的需求。充分考虑经济性、实用性和可持续性。
项目荣获上海市优秀工程设计三等奖、上海市建设工程“白玉兰”奖、上海市建设工程金属结构“金钢奖”、上海市嘉定区“嘉定杯”优质工程奖等，并获实用新型专利一项。
3 消防设计
3.1总平面消防设计
由于场地限制，体育馆首层外围设置净宽4米的环形消防车道，环形消防车道分别在东北、西北、东南、西南四处与城市道路连接，在道路拥挤时，消防车可灵活选择救援入口。观众厅观众出入口设置在二层，二层环绕观众厅设置了室外平台，在紧急疏散时用作观众的集散场地兼疏散道路。
3.2体育馆消防设计
体育馆地上四层，地下一层，属于多层建筑，耐火等级一级，首层为观众厅、训练馆、要员、贵宾、官员、赞助商、运动员及随队官员、新闻媒体、赛事管理、场馆运营、安保、设备用房及赛后商业用房等，二层为供观众使用的卫生间、商业、医护等设施等，三层为观众厅的技术用房、贵宾包房、全民健身用房，四层为全民健身用房、内部办公用房等。
全馆以观众厅为中心，环绕布置各功能房间，观众厅为4层通高，净高16.26米，防火分区面积6349平方米。
观众厅与一层其他防火分区采用防火墙分隔，分别在一层东北、西北、东南、西南四角设四扇甲级防火门通向扩大前室，通过扩大前室疏散至室外，最大限度的保证运动员的人身安全，由于观众厅防火分区面积大，空间高度高，火灾扑救难度高，所以在设置两门消防水炮的前提下，还在每扇防火门旁设置宽5.2米，高3米的特种防火卷帘，在消防扑救时可根据实际情况打开防火卷帘，供小型救援车及消防移动登高梯进入协助扑救。
看台区共设4004个座，分上下两层，纵向连续排数最多8排，横向连续座位最多25个，上层看台为下行式疏散，设置纵向疏散走道8条，净宽1.2米，下层看台为上行式疏散，设置纵向疏散走道20条，净宽1.2米，上下看台之间设置环形横向疏散走道，净宽1.2米，通向疏散门，12扇疏散门均匀分布在四周，每扇疏散门净宽为3.6m，考虑残疾人疏散能力较弱，故10个残疾人座位，每两个为一组，分别临近疏散门布置，疏散门直通二层室外平台，到达室外平台后可从各个方向的室外台阶疏散至室外地面。
疏散设计计算，根据规范要求，体育馆阶梯地面的百人宽度指标应取0.5米/100人，所需疏散总宽度全如下：4004÷100×0.5=20.02米，看台部分共设20个纵向疏散通道，每个通道宽1.2米，台阶总疏散宽度为：20×1.2=24米>20.02米，疏散门总宽度为：12×3.6=43.2>20.02米，体育馆共设12个疏散门，平均每个门的疏散人数为：4004÷12=334（人）<400（人），疏散门数量验算：334/6/37=1.5分钟<2分钟。满足疏散宽度及疏散时间要求。
观众厅与三层其他防火分區之间采用防火墙分隔，在与电视转播、大屏控制、场地照明等技术用房以及贵宾包房之间采用单面透视甲级防火窗分隔，因为房间透视性要求较高，隔热型甲级防火窗透视性较差，所以只能采用非隔热型，非隔热型防火窗火灾时很快能将热量辐射至防火玻璃背面，导致防火玻璃背面温升过快，虽然防火窗耐火完整性还没被破坏，但已经引燃背面防火分区，实际失去防火作用，在与水专业设计师沟通后，水专业沿防火窗两侧顶部分别布置一排喷淋，火灾时开启失火防火分区侧喷淋向防火窗喷水，降低防火窗背面温升过快的问题，起到隔热的作用。观众厅与四层其他防火分区完全采用防火墙分隔。
观众厅东西净跨65.2米，南北净跨72.8米，因此，屋面采用钢结构最为经济合理，结构选型时，考虑排架、网架、张弦梁三种方案，方案比选时，排架结构给人的感觉过于工业化，网架结构给人的感觉太过凌乱，都不适合体育馆总体格调，张弦梁结构简洁、整齐、刚柔并济相当适合体育馆的总体格调，因此最终选定张弦梁结构，但是张弦梁结构防火有缺陷，根据建筑设计防火规范规定，耐火等级为一级的民用建筑，屋顶承重构件为不燃性且耐火极限不低于1.5小时，张弦梁结构的刚性构件可采用钢结构防火涂料保护，达到耐火极限不低于1.5小时的要求，但柔性悬索却没有涂刷防火涂料的经验，因此现场进行了试验，耐火极限取1.5～2.0小时，薄型防火涂料涂刷厚度采用3mm，按工序在悬索表面涂刷完毕，等表面干燥成活后，模拟悬索受力变形，发现悬索在受力变形时会不同程度的拉裂防火涂料，导致部分防火涂料脱落的情况。 根据实际情况，观众厅内悬索离地高度在16米以上，防火涂料脱落会对下部人员造成伤害，同时悬索失去防火保护，铲除旧防火涂料重新涂刷难度很大，并且受力变形后还是会有同样的情况发生。因此，悬索直接涂刷防火涂料的方案行不通。为此项目组成立专题小组对其他项目悬索防火进行了考察，发现考察的项目多数都是悬索外包高密度聚乙烯防腐套进行防腐保护，均没有防火保护。最后决定自主研究，在参考一些资料后，参考后张法无粘结预应力工艺的理论，在悬索外设计Φ95X4不锈钢套管，套管表面涂刷3mm薄型防火涂料，用于防火，套管与悬索之间设置岩棉内衬，防止温度传导，套管与锥形铸钢索头之间采用Φ16自攻螺丝卡住，防止逆向滑动，每段套管之间搭接宽度为100mm，岩棉封堵。根据现场试验情况看，悬索整体耐火极限可以达到1.5小时以上，并且在悬索受力变形时，套管与索头之间会产生滑动位移，说明套管与悬索之间能正常滑动，套管搭接处会随着悬索的变形调整角度，试验结果理想，成功解决悬索防火问题，竣工至今未发生异常。
观众厅屋面采用铝镁锰合金直立锁边金属保温屋面，面积6300平方米，金属屋面面层为直立锁边铝镁锰合金面板，底层为镀铝锌压型钢板，两层金属板中间有PE膜隔气层及防水垫层两层可燃层，根据燃烧三要素：可燃物、助燃物、引火源可以推断，在两层金属板之间存在可燃物：PE膜隔气层及防水垫层，助燃物：氧气，只要出现引火源即可燃烧，虽然引火源出现概率很低，但是由于金属屋面构造的原因，内部阴燃后，由于上部为直立锁边金属防水面层，下部为压型钢板，消防水枪水柱无法直接喷射到燃烧部位，消防斧等器械靠人力无法劈开直立锁边屋面，会造成无法扑救的窘境，并且内部阴燃很难被第一时间察觉，发现时可能已是冲天大火伴随顶棚金属构件脱落，造成严重人员损伤和经济损失。所以我们对金属屋面进行了防火加强措施，将6300平方米金属屋面，利用屋面天窗以及设置整条金属板的办法，断开PE膜隔气层及防水垫层，划分成八个防火隔离区，使燃烧控制在一个隔离区内，无法向相邻区域蔓延，降低火灾损失。
4 结语
体育馆的观众厅因使用功能需要，往往都是面积大、空间高，此类建筑又经常伴随着人数多、人员密集的特性，发生火灾后扑救难、疏散难、不稳定因素多、（下转第99頁）（上接第97页）实际情况复杂，会造成重大人员伤亡及经济损失，因此，在对于此类建筑的消防设计工作中，仅凭规范设计是远远不够的，规范有滞后的特性，在条件允许的前提下，尽量在规范的基础上加强防火要求，规范未规定的地方，应进行充分论证、试验来消除安全隐患，才能最大限度的确保此类建筑的消防安全。
参考文献：
[1] 葛志红.洗煤厂自动消防炮联动灭火系统设计[J].城市建设理论研究：电子版，2016，6（7）.
[2] 杨炯杰.上海文化广场改造工程消防给水设计分析[J].上海建设科技，2012（03）：36-38.
关键词：体育馆;观众厅;消防设计;实践
1 引言
现今上海已经进入老龄化社会，青年一族也因高强度的工作，常年处于亚健康状态，整个社会对体育运动的热度持续升温，运动场所一席难求已成常态。在此大环境下，体育馆为了最大化利用场馆，也逐步向市民开放，因此，体育场馆的消防安全就成了重中之重。
体育馆虽然多数按单、多层民用建筑设计，但因其使用需要，观众厅区域的防火分区面积往往都要超过《建筑设计防火规范》中规定的单、多层民用建筑最大防火分区面积5000平方米的限制，观众厅区域在全民健身状态时，同一时间内聚集人数众多，属于人员密集场所，在比赛状态时人数更多，并且都处于高度兴奋状态，火情不易被察觉。多因素的叠加下，使得火灾危险性大，损失严重，主被动防火、人员疏散、消防救援的难度和压力大，因此，体育场馆类消防设计的安全性、全面性尤为重要。
2 项目概况
本项目地处于上海市嘉定新区新成路街道，嘉定区新成路118号嘉定体育中心内的预留地上，东至蜡烛河道，南至墅沟河道、西至新成路，北至墅沟路。四周道路及基础设施已建成，交通便利。基地大致呈矩形。总用地面积2.98万平方米，总建筑面积3.76万平方米，其中，地上建筑面积2.15万平方米，地下建筑面积1.61万平方米，容积率0.71，建筑密度28.5%，绿地率35%，属于乙级中型体育建筑，总坐席数4004席，地上四层，地下一层，建筑高度23.7米，主体为钢筋混凝土框架结构，屋面为铝镁锰合金直立锁边金属保温屋面外加钢结构张弦梁结构。
作为嘉定新区的全民体育场馆，本项目可以满足举办全国篮球和排球比赛的要求。集体育、健身、演艺、会展、休闲、文化于一体，各功能相融合，提供各种对外场所和服务，同时也可以满足多种体育竞赛和市民健身的需求。充分考虑经济性、实用性和可持续性。
项目荣获上海市优秀工程设计三等奖、上海市建设工程“白玉兰”奖、上海市建设工程金属结构“金钢奖”、上海市嘉定区“嘉定杯”优质工程奖等，并获实用新型专利一项。
3 消防设计
3.1总平面消防设计
由于场地限制，体育馆首层外围设置净宽4米的环形消防车道，环形消防车道分别在东北、西北、东南、西南四处与城市道路连接，在道路拥挤时，消防车可灵活选择救援入口。观众厅观众出入口设置在二层，二层环绕观众厅设置了室外平台，在紧急疏散时用作观众的集散场地兼疏散道路。
3.2体育馆消防设计
体育馆地上四层，地下一层，属于多层建筑，耐火等级一级，首层为观众厅、训练馆、要员、贵宾、官员、赞助商、运动员及随队官员、新闻媒体、赛事管理、场馆运营、安保、设备用房及赛后商业用房等，二层为供观众使用的卫生间、商业、医护等设施等，三层为观众厅的技术用房、贵宾包房、全民健身用房，四层为全民健身用房、内部办公用房等。
全馆以观众厅为中心，环绕布置各功能房间，观众厅为4层通高，净高16.26米，防火分区面积6349平方米。
观众厅与一层其他防火分区采用防火墙分隔，分别在一层东北、西北、东南、西南四角设四扇甲级防火门通向扩大前室，通过扩大前室疏散至室外，最大限度的保证运动员的人身安全，由于观众厅防火分区面积大，空间高度高，火灾扑救难度高，所以在设置两门消防水炮的前提下，还在每扇防火门旁设置宽5.2米，高3米的特种防火卷帘，在消防扑救时可根据实际情况打开防火卷帘，供小型救援车及消防移动登高梯进入协助扑救。
看台区共设4004个座，分上下两层，纵向连续排数最多8排，横向连续座位最多25个，上层看台为下行式疏散，设置纵向疏散走道8条，净宽1.2米，下层看台为上行式疏散，设置纵向疏散走道20条，净宽1.2米，上下看台之间设置环形横向疏散走道，净宽1.2米，通向疏散门，12扇疏散门均匀分布在四周，每扇疏散门净宽为3.6m，考虑残疾人疏散能力较弱，故10个残疾人座位，每两个为一组，分别临近疏散门布置，疏散门直通二层室外平台，到达室外平台后可从各个方向的室外台阶疏散至室外地面。
疏散设计计算，根据规范要求，体育馆阶梯地面的百人宽度指标应取0.5米/100人，所需疏散总宽度全如下：4004÷100×0.5=20.02米，看台部分共设20个纵向疏散通道，每个通道宽1.2米，台阶总疏散宽度为：20×1.2=24米>20.02米，疏散门总宽度为：12×3.6=43.2>20.02米，体育馆共设12个疏散门，平均每个门的疏散人数为：4004÷12=334（人）<400（人），疏散门数量验算：334/6/37=1.5分钟<2分钟。满足疏散宽度及疏散时间要求。
观众厅与三层其他防火分區之间采用防火墙分隔，在与电视转播、大屏控制、场地照明等技术用房以及贵宾包房之间采用单面透视甲级防火窗分隔，因为房间透视性要求较高，隔热型甲级防火窗透视性较差，所以只能采用非隔热型，非隔热型防火窗火灾时很快能将热量辐射至防火玻璃背面，导致防火玻璃背面温升过快，虽然防火窗耐火完整性还没被破坏，但已经引燃背面防火分区，实际失去防火作用，在与水专业设计师沟通后，水专业沿防火窗两侧顶部分别布置一排喷淋，火灾时开启失火防火分区侧喷淋向防火窗喷水，降低防火窗背面温升过快的问题，起到隔热的作用。观众厅与四层其他防火分区完全采用防火墙分隔。
观众厅东西净跨65.2米，南北净跨72.8米，因此，屋面采用钢结构最为经济合理，结构选型时，考虑排架、网架、张弦梁三种方案，方案比选时，排架结构给人的感觉过于工业化，网架结构给人的感觉太过凌乱，都不适合体育馆总体格调，张弦梁结构简洁、整齐、刚柔并济相当适合体育馆的总体格调，因此最终选定张弦梁结构，但是张弦梁结构防火有缺陷，根据建筑设计防火规范规定，耐火等级为一级的民用建筑，屋顶承重构件为不燃性且耐火极限不低于1.5小时，张弦梁结构的刚性构件可采用钢结构防火涂料保护，达到耐火极限不低于1.5小时的要求，但柔性悬索却没有涂刷防火涂料的经验，因此现场进行了试验，耐火极限取1.5～2.0小时，薄型防火涂料涂刷厚度采用3mm，按工序在悬索表面涂刷完毕，等表面干燥成活后，模拟悬索受力变形，发现悬索在受力变形时会不同程度的拉裂防火涂料，导致部分防火涂料脱落的情况。 根据实际情况，观众厅内悬索离地高度在16米以上，防火涂料脱落会对下部人员造成伤害，同时悬索失去防火保护，铲除旧防火涂料重新涂刷难度很大，并且受力变形后还是会有同样的情况发生。因此，悬索直接涂刷防火涂料的方案行不通。为此项目组成立专题小组对其他项目悬索防火进行了考察，发现考察的项目多数都是悬索外包高密度聚乙烯防腐套进行防腐保护，均没有防火保护。最后决定自主研究，在参考一些资料后，参考后张法无粘结预应力工艺的理论，在悬索外设计Φ95X4不锈钢套管，套管表面涂刷3mm薄型防火涂料，用于防火，套管与悬索之间设置岩棉内衬，防止温度传导，套管与锥形铸钢索头之间采用Φ16自攻螺丝卡住，防止逆向滑动，每段套管之间搭接宽度为100mm，岩棉封堵。根据现场试验情况看，悬索整体耐火极限可以达到1.5小时以上，并且在悬索受力变形时，套管与索头之间会产生滑动位移，说明套管与悬索之间能正常滑动，套管搭接处会随着悬索的变形调整角度，试验结果理想，成功解决悬索防火问题，竣工至今未发生异常。
观众厅屋面采用铝镁锰合金直立锁边金属保温屋面，面积6300平方米，金属屋面面层为直立锁边铝镁锰合金面板，底层为镀铝锌压型钢板，两层金属板中间有PE膜隔气层及防水垫层两层可燃层，根据燃烧三要素：可燃物、助燃物、引火源可以推断，在两层金属板之间存在可燃物：PE膜隔气层及防水垫层，助燃物：氧气，只要出现引火源即可燃烧，虽然引火源出现概率很低，但是由于金属屋面构造的原因，内部阴燃后，由于上部为直立锁边金属防水面层，下部为压型钢板，消防水枪水柱无法直接喷射到燃烧部位，消防斧等器械靠人力无法劈开直立锁边屋面，会造成无法扑救的窘境，并且内部阴燃很难被第一时间察觉，发现时可能已是冲天大火伴随顶棚金属构件脱落，造成严重人员损伤和经济损失。所以我们对金属屋面进行了防火加强措施，将6300平方米金属屋面，利用屋面天窗以及设置整条金属板的办法，断开PE膜隔气层及防水垫层，划分成八个防火隔离区，使燃烧控制在一个隔离区内，无法向相邻区域蔓延，降低火灾损失。
4 结语
体育馆的观众厅因使用功能需要，往往都是面积大、空间高，此类建筑又经常伴随着人数多、人员密集的特性，发生火灾后扑救难、疏散难、不稳定因素多、（下转第99頁）（上接第97页）实际情况复杂，会造成重大人员伤亡及经济损失，因此，在对于此类建筑的消防设计工作中，仅凭规范设计是远远不够的，规范有滞后的特性，在条件允许的前提下，尽量在规范的基础上加强防火要求，规范未规定的地方，应进行充分论证、试验来消除安全隐患，才能最大限度的确保此类建筑的消防安全。
参考文献：
[1] 葛志红.洗煤厂自动消防炮联动灭火系统设计[J].城市建设理论研究：电子版，2016，6（7）.
[2] 杨炯杰.上海文化广场改造工程消防给水设计分析[J].上海建设科技，2012（03）：36-38.